计算机组成原理

计算机分为五大组成部分，分别为：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。

一 控制器

计算机的指挥系统。类人的话，就是控制身体所有组织的运转

二 运算器

运算器是计算机的运算系统。即实现算术运算和逻辑运算

1. 算术运算：1+1=2
2. 逻辑运算：疯狗冲过来立马跑

三 存储器

1. 内存（大脑的记忆组织）

   计算机只认0和1（高低压电频）0和1由电压的电频控制

   优点：存取速度非常快

   缺点：存储容量小，内存基于电存储数据（断电即消失）

2. 外存（笔记本）

   优点：容量大，可以永久存储数据

   缺点：存取速度慢

四 输入设备

计算机输入信息(程序，数据，图像，文字等）的设备。

常见的有：键盘，鼠标，触摸屏等。

类人的话,眼睛/耳朵/鼻子/嘴巴

五 输出设备

计算机输出信息的设备。

常见的输出设备有：显示器，打印机，绘图仪等。

类人的话，嘴巴

外存储器（U盘）既属于输入设备，也属于输出设备，因此常被成为IO设备（input，output）

六 计算机组成的补充

吃饭的流程

1. 通过你的眼睛看到筷子
2. 经过大脑的逻辑运算（我要拿起筷子）
3. 发送一条指令给手，然后把筷子拿起来

应用程序的启动流程

1. 双击QQ（快捷方式>指向了一个路径（外存）），其实是去这个位置找到QQ内容
2. CPU再发送指令给内存，让内存读取外存中的QQ内容
3. 运行

多核CPU

多个CPU内存可以同时干多件事，8核可以同时干八件事

CPU具有向下兼容功能，64位电脑可以下载32位的软件，32位的软件下载64位的软件会丢失数据

ROM存储器+CMOS存储器

计算机操作系统存储在CMOS存储器内，重装系统时插U盘是为了更改操作系统的路径

总线

总线相当于人体的神经/肌肉/血管

硬盘工作原理

机械硬盘上存储的都是0和1，机械手臂用于读取数据，磁道用于存储数据，扇区是多个磁道组成一块，起始位置。由于数据存放在磁道上，机械手臂需要读取数据首先要找到磁道，目前机械手臂找到磁道的时间为5ms，这个时间被称为平均寻道时间。机械手臂寻道之后，需要寻找数据。由于数据的位置是不确定的，而目前机械硬盘寻找数据会从硬盘从头扫到尾，以7200r/min的硬盘为例，如果碰巧在硬盘头部找到数据，时间约为0ms；如果在硬盘尾部找到数据，时间约为8.3ms，因此我们采用一个平均时间4.15ms作为机械手臂在磁道找到数据的时间，这个时间被称为平均延迟时间。
$$
7200/60 = 120r/s

frac{1}{120} = 0.00833s = 8.3ms

frac{0.83+0}{2} = 4.15 ms

ext{寻找数据的时间} = 4.15+5 = 9.15ms
$$

固态硬盘不需要平均延迟时间。

固态硬盘是基于固态电子（SSD，断电数据也会保留）和算法实现数据存储的。